7.K8S存储原理剖析与实践1

【K8S存储原理剖析与实践1】 Kubernetes (K8S) 是一个强大的容器编排系统，其存储部分是K8S生态系统中的关键组件，它允许用户在集群上管理和持久化数据。K8S提供了多种扩展存储能力的机制，如FlexVolume和Container Storage Interface (CSI)。 ### Docker 插件机制 Docker插件机制是K8S存储扩展的基础，它允许对Docker守护进程的功能进行扩展，如鉴权、网络和卷管理。以下是Docker插件的核心特性： 1. **不需重新编译**：Docker插件可以在不改变Docker本身的情况下增加新的功能，如网络和卷插件。 2. **HTTP JSON-RPC接口**：Docker与插件通过HTTP JSON-RPC协议进行通信，确保了跨环境的兼容性。 3. **容器化和非容器化部署**：插件可以以容器或者独立服务的形式运行，增加了灵活性。 4. **插件生命周期管理**：支持安装、更新、删除等操作，1.52+版本的Docker提供了`docker plugin`命令进行管理。 5. **安全增强**：通过TLS支持，可以为插件通信提供安全保障。 #### 插件激活过程 - **/Plugin.Activate**：当需要使用某个插件时，Docker会调用此接口激活插件。 - **查找插件**：根据插件名定位到相应的endpoint文件，如`/run/docker/plugins/xxx/xxx.sock`或`/etc/docker/plugins`, `/usr/lib/docker/plugins`下的文件。 - **调用接口**：例如，创建容器网络时，Docker会调用网络插件的接口；创建容器卷时，会调用卷插件的接口。 ### K8S 存储扩展机制 K8S提供了两种主要的存储扩展方式： 1. **FlexVolume**：早期的存储扩展机制，允许开发人员编写自定义驱动程序来支持各种外部存储系统，如Azure File Storage、BeeGFS Volume Plugin等。 - **优缺点**：FlexVolume无需二进制编译到K8S中，但不支持CSI的某些高级功能，如动态卷配置。 2. **CSI (Container Storage Interface)**：标准化的存储接口，旨在统一K8S和其他容器编排系统的存储接口。 - **优势**：提供了动态卷配置、卷验证、多插件并行操作等高级功能，且有丰富的社区支持，如Blockbridge plugin、Contiv Volume Plugin等。 ### K8S存储服务与设备 K8S通过PersistentVolume (PV) 和 PersistentVolumeClaim (PVC) 来管理存储资源。PV是集群级别的存储资源，而PVC是用户请求存储资源的对象。当PVC与PV匹配时，K8S会自动挂载存储设备到Pod，实现数据的持久化。 - **Azure File Storage plugin**：允许将Azure的文件存储服务挂载到Docker容器中。 - **BeeGFS Volume Plugin**：提供在BeeGFS并行文件系统中创建持久卷的能力。 - **Blockbridge plugin**：支持多种存储选项，包括加密、安全删除、快照和QoS等功能。 - **Contiv Volume Plugin**：提供跨宿主机的分布式存储，支持Ceph和NFS。 - **DigitalOcean Block Storage plugin**：将DigitalOcean的块存储服务集成到Docker，自动挂载到Droplets上。 K8S和Docker的存储机制是通过灵活的插件和接口来扩展和管理存储资源，满足不同场景下的数据持久化需求。这些机制不仅允许用户接入各种云服务商的存储服务，还能支持自定义的本地或第三方存储解决方案。